Umbau auf O-Ringdichtung im Zylinderkopf

[wiba]

Hallo Leute,
möchte meine Erfahrungen mit der O-Ringdichterei dem Forum zukommen lassen.
Nachdem ich mich über den Preis für die originale Kopfdichtungen geärgert hatte, entschloß ich
meinen Zylinderkopf auf die preiswerte O-Ring Variante umzurüsten. Die verwendeten Viton Ringe kosten mit Mindermengenzuschlag 5 Euro. Ein wenig Recherche betrieben
und mit dem Meßschieber die dimensionelle Situation aufgenommen. Dann kam die Entscheidung in welche Richtung die Ausführung gehen sollte. Entweder Nut im Kopf oder die Nut im Zylinder angeordnet.
Mit nur einem O-Ring um die Brennkammer oder mit Dichtschnur um die Wasserkanäle.
Die Entscheidung fiel auf die einfache Variante mit nur einem O-ring um den Brennraum im Kopf und die Wasser Kanäle wie gehabt mit Dirko abdichten. Der Kurvenverlauf um die Wasserkanäle ist nur mit einem CNC Programm und entsprechender Fräse zu machen. Aber wer hat so was schon in der Werkstatt!
Die Nut auf der Drehbank einstechen ging bei mir auch nicht, weil die Maschine eine zu geringe Spitzenhöhe
hat um den Kopf rotieren zu lassen. (270MM). Also auf die konventionelle Fräsbank und mit Rundtisch
eine Nut einfräsen. Erst hatte ich Bedenken wegen der Oberflächenrauheit der gefrästen Flächen, was aber
letztlich kein Problem wurde. Die größte Schwierigkeit war eine Entscheidung zu treffen, mit welchen Massen die Nut gefertigt wird. Es gibt nämlich in den O-Ringkatalogen widersprüchliche Angaben
was die Nutbreite betrifft. Der Knackpunkt ist dabei der Anwendungsfall. Die meisten O-ring Kataloge
behandeln ausschließlich hydraulische Anwendungsfalle. In unserem Fall aber haben wir keine Flüssigkeiten,
sondern als Medium Gase abzudichten. Die Geometrie unterscheidet sich dann in der Nutbreite.
Der äußere Durchmesser wird durch die Befestigungslöcher im Kopf begrenzt und den inneren Durchmesser
wollte ich möglichst weit weg vom heißen Brennraum haben.
So kamen folgende Dimensionen zustande:

Schnurstärke O-ring 2,5 mm
Nenndurchmesser innen 71,00 mm
Nutbreite 2,9 mm für Gasförmige Anwendungsfälle
Nuttiefe 1,9 mm aus O-ring-Katalog bei 2,5 mm Schnurstärke


Der äußere Durchmesser 74,3 mm ergibt sich durch folgende Rechnung:
(innerer Durchmesser + 2mal Schnurstärke) -2,2 % Vorspannung. (2-3 % Vorspannung laut O-Ring Katalog)
(71.0 + 5,00) -1,672 macht 74,3 mm

Der innere Nenndurchmesser beträgt 71 mm. Durch die 2,2 % Prozent Vorpannung und die Nutbreite von 2,9 mm ergibt sich ein tatsächlicher innerer Durchmesser von 68,5 mm.
74,3 - (2 x 2,9) macht 68,5 mm
Der O-ring steht 0.6mm aus der Nut heraus und dichtet dadurch primär ab.
Wenn der Verbrennungsdruck radial auf den O-ring drückt, dann wird dieser zusätzlich radial an die äußere
Nutwandung gepreßt und dichtet dort zusätzlich ab. Das ganze läuft bei meiner 31K hervorragend und ist bis jetzt dicht geblieben.
Wie sich der Viton Werkstoff in Sachen Alterung und Benzinbeständigkeit verhält, wird sich in Zukunft zeigen. Warum ich mich bei den Dimensionen so ausgelassen habe? Weil spätestens an der Fräse oder Drehbank die Rechnerei losgeht und mir damals keiner genaue Masse geben konnte/wollte.


Noch was zu dem Thema Quetschspalt was bei der wegfallenden Originaldichtung aufkommt.
Bei mir stand ein Y-2 Kopf zu Verfügung. Die Kolben waren original Yamaha 1.Uebermass.
Nach studieren der Lektüre ''The Art of Squishing Things'', wollte ich wissen wie es in meinen Brennraeumen aussieht.
http://forum.rd350lc.de/viewtopic.php?t ... bcd44ffff0
Also Kerzen raus und mit 2,5mm Elektronik-Lot (nicht die dicken Knüppel zum Dachrinnen löten)
an vier Stellen den Quetschspalt gemessen. Zärtlich den Kickstarter bewegen bis der Kolben wieder nach unten
fährt. Alles schön notiert und am Ende verglichen.
Der Spalt ist nicht parallel, sondern öffnet sich mit jeweils 0.2 mm zur Kerzenmitte hin. Also ein positiver
Quetschspalt. Die Abweichungen der Masse untereinander, war zu meinem eigenen Erstaunen, sehr gering.
Auch die zentrische Anordnung der Brennraume auf die Zylinder oder Kolbenböden war perfekt. Glücksfall?? Da scheint es wohl sehr große Streuungen zu geben, besonders mit Zubehörkolben.
In der o. g. Lektüre schreibt der Autor, daß der optimale Spalt bei 0.03 bis 0.035 Inch liegt,
also 0.76 bis 0.9 mm.
Bei mir waren es volle 2.1mm Quetschspalt mit der originalen dreilagigen Dichtung.
Außerdem war der Kopf krumm. Nach dem sauber Planen und Montage ohne Dichtung, kam ich letztendlich
auf einen Quetschspalt von 0.9 bis 1.1 mm. Das erschien mir genau richtig.
Bei dem ersten Fahrversuch bemerkte ich sofort den Unterschied. Der Motor hatte mehr Druck von unten raus.
Da ich keine Drehzahlorgien mag war ich darüber sehr erfreut. Was es an PS gebracht hat kann ich nicht sagen. Aber nach Popometer ist die ganze Leistungsabgabe insgesamt spritziger geworden.
Alles in allem eine sehr preiswerte Methode dem Motörchen ein wenig mehr Leistung einzuhauchen.
Hoffe das sich bei meinen Angaben keine Fehler eingeschlichen hat und für konstruktive Kritik bin ich immer zu haben.

Gutes Gelingen
Wiba

[Lenni]

Hi wiba,

klasse bericht!!! find ich super, dass das jetzt nochmal alles genau aufgeschrieben wurde (da ich von papierdichtungen, egal ob zylinderkopf oder -fuß, nicht viel halte).
hattest du erst durch das planen eine qk von 0.9mm, oder schon durch das umrüsten auf die o-ringe?

[wiba]

Hallo Lenni,

habe 0.1 mm geplant. Das faellt kaum ins Gewicht. Das dickste ist die dreilagige orig. Dichtung.

Gruss Wiba

[wiba]

Frage zu den Wasserkanälen, dichtet das dann ausschließlich mit Dirko oder habt ihr noch ein dünnes Papier eingelegt welches beidseitig mit Dirko eingeschmiert wird ?

Die Wasserkanaele werden ausschliesslich durch Dirko abgedichtet. Die Variante mit der Rundschnur um die Wasserkanaele ist die bessere, aber man braucht halt eine Fraesmaschine, die Kurvenprogramme abfahren kann (CNC). Mit dem Dirko wird es aber auf jeden Fall dicht, ist halt nur wieder ein Silikongeschmiere.
Mfg Wiba

[Arnaud]

Klasse Erklärung! Super toll.

ist genau das Thema. was ich z.Z. im Kopf habe...

[schrauberlehrling2]

Ganz wichtig kann werden
Der Brennraum läuft im allgemeinen nicht sauber zu den Zündkerzengewinden.
Quetschkante nacharbeiten auf der Drehbank geht nur wenn man sich nach dem Brennraum bzw. Lage der Bohrungen richtet und nicht nach dem ZK Gewinde.
Wiso die Leute das im Werk versetzt haben ist eine gute Frage, bei meinen war es allerdings an jedem anders (0,2 -0,5 Versatz).

Ansonsten geiler Bericht, den sollten wir nach angemessener Erprobungszeit in der FAQ sehen

[wiba]

@Wiba: welchen Außendurchmesser hast du genommen ? 75 ? Das ist ziemlich nah an den Verschraubungen wenn ich das mal ausmesse..........

Der Aussendurchmesser der Nut ist bei mir 74.3mm geworden. Wenn man die vollen 3% Vorspannung ausnutzt ergeben sich 73.7mm. Der O-Ring wandert dann aber auch naeher an die heisse Brennkammer. Wie schon erwaehnt, wollte ich moeglichst weit weg mit dem O-Ring. Die Ausrichtung zum fraesen der Nut, habe ich zum Brennraum hin gemacht. Soll heissen, die Nut laeuft exakt zentrisch um die Brennkammer. Leider sind die Befestigungsloecher vom Kopf nicht zentrisch angeordnet. Dadurch ergab sich eine geringste Stegbreite Nut/Befestigungsbohrung von nachher 0.35mm.

Wenn die Nut in die Zylinder gestochen wird hat man etwas mehr Platz. Da ich aber haufenweise Zylinderkoepfe hatte aber nur wenige Zylinder, wollte ich mir keinen Zylinder ruinieren falls die Sache in die Hose geht. Ganz wichtig!!! Die Zylinder muessen beide die gleiche Hoehe haben. Wenn die Zylinder mal ausgetauscht wurden kann es da zu erheblichen Hoehenunterschieden kommen. Also nicht nur den Kopf planen, sondern bei Bedarf auch die Zylinder ueberdrehen. Wenn bei mir der Quetschspalt von rechts zu links, mehr als 0.3mm unterschiedlich gewesen waere, dann haette ich auch noch die Kolbenboeden abgedreht. Aber das war bei meiner Konfiguration nicht noetig. Die O-Ringe fallen uebrigens beim umdrehen des Kopfes nicht aus der Nut. Die Vorspannung haelt sie schoen fest. Dieses Argument haette ja fuer den Einbau in die Zylinder gesprochen.
Gruss Wiba

[Nödel]

Hallo

Hab jetzt auch endlich den Motor zusammen und die erste Probefahrt hinter mir . LECHTS !!
Im Großen und Ganzen hab ich alles genau so wie MK gemacht . Auch die Zylinder genauso wie in der Tuning Bibel . Bis auf die Kanäle , die hab ich zusätzlich erweitert , angeglichen und poliert .
Das ganze Drumherum (Vergaser , Membran , Auspuff ) hab ich noch original belassen um einen Vergleich zu haben .
Nach ca. 100 km wollt ich dann mal wissen was geht , und das ist schon erheblich besser als vorher !! Nur die Enddrehzahl ist immer noch die gleiche ca. 9500 Umin laut Drehzahlschätzer . Vom Popometer her betrachtet würd ich sagen der Motor hat bei 5000 ein Loch und beißt selbst im 5. und 6. Gang ab 7000-7500 richtig heftig um genau so schlagartig bei 9000-9500 die Leistung zu versagen . Ob das mit der Zündung und oder der Ypvs Vorschaltgerät von Borut sich nach oben noch ein wenig verbessern läßt muß ich noch ausprobieren . Eventuell kommen noch TM 30 dran .
Auf jeden Fall hat sich die Arbeit gelohnt . Nur eine Neuaflage der Tuningbibel ist jetzt wohl lansam fällig !

Gruß Nödel

[Holliheitzer]

Vielleicht lässt Du Dir von einem "Halbwissenden" mal verraten, das die Drehzahl am Schätzer locker in den roten Bereich geht wenn andere Pötte verbaut werden. Das sollte bei der RD 500 richtig was bringen.
Ansonsten kannste die RD polieren wo Du willst, da kommt nicht mehr. Drehzahlen verweigert immer der originale Pott (aus guten Gründen)

Gruss Holli

[Nödel]

Hallo Holliheitzer

Nu hab dich nich so . War nicht so gemeint . Aber Du mußt ja immer gleich so mit der Saubolle reinhauen .
Hm mal ganz langsam , im Moment bin ich noch an der 350er , das mit der 500er dauert wohl noch ne Weile !!
Eigendlich hab ich das mit den Drehzahlbegrenzern aus dem Hause Yamaha auch schon befürchtet , wollte es aber nicht so richtig wahr haben . Ich hab halt Bedenken , dass ich mit dem Auspuff die Leistungsentfaltung einfach nur nach oben schiebe ?? Und deshalb werd ich alles mal Schritt für Schritt angehn . Vom Manuel hab ich vor ein par Monaten einen schönen Bauplan bekommen und die Puffs mal nachgebaut und angepasst . Jetzt muß ich mir erst mal ein Grund Set Up an Düsen beschaffen und dann mal ausprobieren , aber vorher erst mal auf die Rolle mit dem Mopet damit ich mal sehe wo das überhaupt hin geht. Ich glaube das originale Set Up ist auch etwas fett bin aber noch nicht genug gefahren und eh nicht so fitt in Sachen 2-Takt Vergaser . Beim ans Gas gehn ist sie im Moment noch ziemlich unwillig und verschluckt sich ständig .


Gruß Nödel

[MK]

Danke für die Info, also ist deine nut 71 x 74,3 x 1,9 mm / O-Ring 71 x 2,5

MK verwendet 70,2 x 75 x 1,51 mm / O-Ring 71 x 2

mir stellt sich halt die Frage, welches die bessere Lösung ist, hinsichtlich Haltbarkeit und Abdichtung.

Also meine bekommt NUR Vollgas und wird NUR auf der Kartbahn bewegt (=vergleichsweise hohe Wassertemperatur von 70 °). Bislang hält es prima.
Material war Viton.

Die Sache mit dem Aussendurchmesser sollte man an seinem Kopf mal messen. Bei meinem war es arschknapp mit den Bohrungen der Stehbolzen. Größer hätte ich gar nicht hin bekommen.